[发明专利]在移动设备或其它系统中使用传感器追踪活动、速度和前进方向

说明书

相关申请的交叉引用

该PCT申请要求2012年10月16日递交的美国专利申请No.13/653,009的优先权，本申请根据35USC119(e)要求通过Fauci等在2011年10月17日递交的名称为“Tracking Activity,Velocity,and Heading Using Sensors in Mobile Devices or Other Systems,”的美国临时申请No.61/547,969的权益，出于所有目的，该美国临时申请的全部公开内容以引用方式并入本文。

背景技术

本发明的实施方式总体涉及用于追踪移动设备的系统和方法，尤其涉及使用移动设备内的传感器且无需使用外部信号来追踪该移动设备以确定位置、速度和前进方向。

存在各种用于确定人的位置、或者更具体地该人携带的移动设备的位置的技术。一个熟知的方法包括：使用移动设备中的全球定位系统(GPS)接收器，其检测并三角测量全球广播卫星信号。在另一方法中，来自蜂窝基站的信号的三角测量可以用来确定移动设备的位置。在另一方法中，来自本地WiFi设备的信号的三角测量可以用来确定移动设备的位置。在一些情况下，通过使用特定区域的预定义地图可以增强这些不同的方法，基于该地图可以调整通过这些方法所确定的设备的位置。例如，在大型购物中心用于提供基于位置的广告或其他功能所采用的系统可以使用该购物中心的内部的预定义地图。由于购物者不能站在墙壁所在的位置且购物者不能站在或者移动通过喷泉或装饰物所在的位置，对于该设备所确定的位置可以相应地调整以校正错误。

然而，这些方法中的每个方法具有一些明显的缺点。例如，手机信号的三角测量对于定位和/或追踪行人不是很精确。GPS较精确但对于定位和追踪行人仍不是很精确且通常在室内或其他情形中是不可用的。WiFi是高度局域化的而仅在有限的情形中可用。简而言之，这些方法中的每个方法依赖于外部信号或设备，即，移动设备外部的设备，该外部设备在某些情形下可以是不精确的、不可靠的或者完全不可用的。因此，需要改善的用于追踪移动设备的方法和系统。

发明内容

本发明的实施方式提供了用于使用移动设备内的传感器且无需使用外部信号来追踪该移动设备以确定位置、速度和前进方向的系统和方法。根据一个实施方式,定位和追踪移动设备可包括从移动设备内的多个传感器中的每个传感器读取传感器数据。传感器可以提供传感器数据而不依赖于来自移动设备外部的设备的信号。例如，多个传感器可包括指南针、回转仪和加速度计。基于传感器数据，可以确定移动设备的运动、速度和前进方向。更具体地，基于所述传感器数据确定所述移动设备的运动、速度和前进方向包括：将所述移动设备的活动分类为运动或静止。响应于将所述移动设备的活动分类为运动，基于所述传感器数据可以确定所述移动设备的速度且基于所述传感器数据可以确定所述移动设备的前进方向。

将所述移动设备的活动分类可包括：在一时段内从所述多个传感器中的每个传感器采集传感器数据。传感器数据可以被融合以产生对于与所述移动设备的方向有关的多个指示中的每个指示的估值。每个估值可以被归一化并且基于所归一化的估值可以形成表示移动设备的活动的多个向量。然后，基于所述多个向量，可以将在所述时段内的移动设备的活动分类。

确定所述移动设备的速度可包括：对多个传感器数据读数中的每个计算平均值和标准偏差。基于每个所计算的平均值和标准偏差，可以生成特征向量。所生成的特征向量可以与参考数据集比较且基于所述比较，将每个特征向量分配至集群。然后，基于所集群的特征向量数据，可以确定所述移动设备的速度。

确定所述移动设备的前进方向可以包括：确定一组角速度数据的大小。可以确定所述大小是否超出预定义的阈值。响应于确定所述大小超出预定义的阈值，可以将所述移动设备视为正在旋转。然后，针对随时间的漂移可以校正所述传感器数据，以及将所校正的传感器数据记录为所述移动设备的前进方向。

根据一个实施方式，可以绘制移动设备的路径。绘制所述路径可以包括：识别所述移动设备所移动的平面的多个轴线中的每个轴线。基于所述传感器数据，可以确定沿着所识别的轴线的第一前进方向向量和沿着所识别的轴线的第二前进方向向量。所确定的前进方向向量可以被滤波以及基于所滤波的前进方向向量，可以在所述平面上绘出所述移动设备的路径的地图。